مقاوم سازی ساختمان

مقاوم سازی ساختمان در واقع برای شرایطی تعریف می شود که تعداد زیادی از ساختمان‌های قدیمی عمر مفیدشان به پایان رسیده است. مشکلات به وجود آمده در این نوع ساختمان ها خود را در قالب خوردگی فولاد، ترک خوردگی و لایه لایه شدن بتن نشان می‌دهد.

اتفاقات متفاوتی از جمله آسیب های ناشی از زمین لرزه، تغییر شکل ظاهری ساختمان، اشتباه در هنگام طراحی اولیه سازه، کاهش شکل پذیری مصالح و تغییر کاربری بنا مواردی هستند که مقاومت ساختمان را کمتر می کنند.

خوشبختانه با پیشرفت‌های گسترده‌ای که در زمینه مقاوم‌سازی سازه‌ها طراحی شده است، می‌توان با اطمینان بیشتری سازه‌های مقاوم در برابر زلزله و دیگر مشکلات طبیعی و غیر طبیعی را طراحی نمود.

از طرفی دیگر بسیاری از سازه‌های بتن آرمه موجود در دنیا بر اثر تماس با سولفات‌ها، کلریدها و دیگر عوامل خورنده، دچار آسیب‌های اساسی می‌گردند که تعمیر، بازسازی و یا تعویض این سازه‌ها هزینه‌های بالایی در بر خواهد داشت. بنا براین با اعمال تمهیداتی جهت مرمت سازی، ترمیم سازه‌ها و مقاوم‌سازی این ساختمان ها در مقابل عوامل محیطی می‌توان هزینه‌ها را پایین آورد.

مقاوم سازی ساختمان

نیاز گسترده و روز افزون جامعه امروزی به ساختمان و مسکن، لزوم استفاده از روش ها و مصالح جدیدی را به منظور افزایش سرعت ساخت، سبک سازی، افزایش عمر مفید ساختمان وهمینطور مقاوم سازی ساختمان های بتنی و فولادی در برابر زلزله را بیش از پیش مطرح کرده است و همین موضوع باعث شده تا که تعداد زیادی شرکت مقاوم سازی امروزه در امر بهینه سازی لرزه ای سازه ها و تقویت سازه ها در برابر زلزله و دیگر عوامل طبیعی فعالیت ‌کنند.

انتخاب غلط یک شیوه‌ نادرست در مقاوم‌سازی ساختمان می‌تواند عملکرد سازه را بجای بهبود بخشیدن بدتر هم بکند. هم چنین در مقایسه با ساختن یک سازه‌ جدید، تقویت سازه موجود و مقاوم سازی ساختمان ها حتی می‌تواند پیچیده‌تر هم باشد؛ زیرا شرایط سازه‌ای از قبل ثابت شده می باشد و علاوه بر این همواره دسترسی به نواحی که نیاز به تقویت در سازه ها و ساختمان ها را دارند به سادگی و به آسانی ممکن نمی باشد.

مقاوم سازی ساختمان می تواند به طور کلی یا موضعی انجام شود و تنها بخشی از ساختمان نیاز به مقاوم سازی با کاشت میلگرد داشته باشد مثل : تقویت ستون ها ، دیوار ها و ... دیگر اجزای ساختمانی .

ساختمان هایی که نیاز به مقاوم سازی دارند

ساختمان هایی که نیاز به مقاوم سازی دارند که بر اساس اصول و قوانین آئین نامه ها ساخته نشده باشد و یا اینکه پیش از وضع آئین نامه ها بنا شده و استانداردهای فنی لازم را نداشته باشند . در برخی از موارد که امروزه شاهد آنها هستیم ضمن وجود آئین نامه های بسیار زیادی در ساخت و سازبه علت کوتاهی کارشناسان و مهندسین یا در بعضی نقاط به خاطر عدم دسترسی به برخی از تجهیزات بروز و مصالح ساختمانی , پروژه استانداردها و مقاومت مورد نیاز را ندارند .

در همچنین موقعیت هایی دو روش وجود دارد، تخریب ساختمان یا مقاوم سازی ساختمان . عملیات تخریب بخاطر اینکه علاوه بر صرف وقت و هزینه ی زیادی که در بردارد ویکسری دیگر از موارد مانند محدودیت های اجرایی در همه ی موارد امکان پذیر نخواهد بود و راهکار منطقی ای و مناسبی به نظر نمیرسد.

به همین علت امروزه به دلیل تخصصی بودن مقاوم سازی ساختمان و پایین بودن هزینه ی آن نسبت به تخریب و نقش مناسب آن در بازسازی ساختمان این روش یکی از روش های منطقی و قابل اجرا برای ساختمان های که نیاز به بازسازی دارند روش مناسبی است.

روش‌های مقاوم سازی ساختمان

مقاوم سازی ساختمان با روش FRP

به طور کلی مقاوم سازی سازه­ های بتنی و مقاوم سازی ساختمان ها بخاطر تقویت بنا برای تحمل بارهای وارده ، بهبود نارسایی ­های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا دیگر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه ­های اجرایی صحیح انجام می شود.

کامپوزیت های FRP برای تقویت ستون های بتن آرمه با استفاده از محصورشدگی، تیرها در برابر خمش، دیوارهای تحت برش و… مورد استفاده قرار گرفته می شوند.

با توجه به این موضوع که کامپوزیت های FRP بدون افزایش وزن سازه و تنها با افزایش سختی به مقدار کم، از تشدید نیروهای زلزله ی وارد شده بر سازه جلوگیری می کنند، می توان از آن ها در مقاوم سازی انواع سازه ها از جمله پل ها، سازه های دریایی، لوله های نفت و گاز، سازه های صنعتی و مسکونی و… استفاده نمود.

مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی

این روش از مقاوم سازی روی اجزای سازه‌های بتنی مانند تیر، ستون، فونداسیون و دیوار برشی به منظور افزایش مقاومت فشاری و برشی، ظرفیت باربری ساختمان در مقابل نیروهای جانبی از جمله زمین‌لرزه و هم چنین افزایش میزان شکل‌پذیری اعمال می‌شود.

در این روش تیرهایی که دارای ضعف برای باربری هستند و یا دچار آسیب دیدگی شده اند با اضافه کردن آرماتورها و قالب بندی و اجرای بتن ریزی مجدد مقاوم سازی می شوند. در مواقعی که ژاکت بتنی ضخامت کم تری داشته باشد می توان از شاتکریت بتنی برای اجرای بتن استفاده کرد.

مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی

از جمله روش های موثر برای مقاوم سازی تیرها در ساختمان، استفاده از ژاکت فولادی است. در این روش مقطع تیر با استفاده از ورق های فولادی بر حسب مورد به صورت دور پیچ، نواری v و یا موضعی تقویت می شود.

اجرای روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی از اجرای مقاوم سازی با ژاکت بتنی بسیار ساده تر است؛ اما باز هم این روش معایب خاص خودش را نیز دارد. از جمله معایب مقاوم سازی با ژاکت فولادی می توانیم به هزینه ی بالای این روش، عدم مقاومت سازه در مقابل آتش سوزی و استفاده از مقدار زیادی گروت اشاره داشت.

مقاوم سازی ساختمان با استفاده از روش جداسازی لرزه ای

برای کنترل کردن ارتعاشات زمین لرزه به ساختمان‌ها از جداسازهای لرزه‌ای استفاده می‌گردد. جداسازهای لرزه ­ای، المان هایی هستند که سختی جانبی آنها نسبت به سختی محوری­شان خیلی کمتر است، چرا که با وقوع زلزله، این المان­ها باید مانع انتقال نیرو به سازه­ ی اصلی­ ساختمان شوند و سازه­ ی اصلی یک حرکت صلب را در حین وقوع لرزش­ های زمین تجربه کند. بعلاوه این روش و این تکنولوژی می تواند شامل جداسازی لرزه ای کف های فضای مشخصی از ساختمان نیز گردد.

مقاوم سازی ساختمان با اضافه کردن و کمک بادبندها

از دیگر روش های مقاوم سازی ساختمان ها استفاده از دیوار برشی بتنی و یا بادبند است. با کمک بادبندها، مقاومت برشی ساختمان نیز بیشتر می شود. بعد از این روش، مقدار سختی ساختمان چندین برابر افزایش پیدا خواهد کرد.

برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت یا بولت به عنوان برشگیر در ارتفاع ستون استفاده نمود. همینطور برای اتصال دیوار به سقف هم باید به فکر تجهیزاتی بود. نکته مهم دیگری هم که در مورد استفاده از دیوار برشی باید به آن توجه داشت این است که نیروی زیادی در پی دیوار برشی بوجود می‌آید، که برای انتقال این نیرو‌ها به زمین احتمالا نیاز به تعبیه شمع نیز وجود دارد.

استفاده از تکنیک پس کشیدگی و پیش تنیدگی برای مقاوم سازی

این دو روش توسط رشته‌های فولادی و یا آرماتورهایی با مقاومت بالا صورت میگیرد. پیش تنیدگی با ایجاد تنشی دائمی در المان، بخشی از تنش‌های موجود بر اثر بار مرده و زنده را خنثی می‌کند که این امر موجب افزایش ظرفیت باربری خواهد شد.

از پیش تنیدگی در دال‌های بتنی بر روی زمین، ساخت پارکینگ‌ها، ساختمان‌ها و … استفاده می‌گردد. پس کشیدگی نیز در ساخت قطعات پیش‌ساخته‌ی بتنی کاربرد زیادی دارد. روش های پیش تنیدگی و پس کشدگی باعث افزایش عمر بتن و کاهش ابعاد فونداسیون خواهد شد و ایمنی ساختمان در برابر فشارهای جانبی و زمین لرزه را افزایش می دهد.

مقاوم سازی با استفاده از سیستم های جاذب انرژی

در روش­های کنترل غیر فعال سازه مانند استفاده از مستهلک کننده ­های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده ­ها انجام می شود و به سیستم سازه اجازه نمی دهد که وارد ناحیه غیر خطی شود.

این موضوع باعث می­شود که مقاومت سازه در مقابل زلزله ­هایی با دوره بازگشت طولانی­ تر که اصولا شدیدتر هم هستند بیشتر شده و یا به تعبیری دیگر احتمال فروریزی سازه ها در برابر زلزله­ ها کاهش پیدا می کند .

سیستم های جاذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا می شوند. مهمترین تاثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده است و بدین وسیله قسمت عمده­ ای از انرژی ارتعاشی را پیش از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی هدر می دهند.

چرا یک ساختمان به مقاوم سازی نیاز پیدا می کند؟

زلزله های اخیر نشان داده که تعداد قابل توجهی از ساختمان ها عملکرد مناسبی در برابر لرزه ها نداشته اند. برای این موضوع چهار دلیل عمده وجود دارد:

· در دسترس نبودن و یا فقدان آیین نامه طراحی لرزه ای در هنگام ساخت یک ساختمان

· متاسفانه امروزه بسیاری از سازه های بنایی موجود بر اساس مبنای آیین نامه ها و استانداردهایی که در گذشته تدوین شده اند ساخته می شوند. بسیاری از این ساختمان ها به علت ضعف های که در این در آیین نامه ها وجود دارد در برابر زلزله آسیب پذیر هستند.

· ضعف در اجرا و ساخت سازه ساختمان یکی دیگر از دلایل اصلی آسیب پذیر بودن ساختمان ها در برابر پدیده زلزله می باشد.

· فرسودگی ساختمان و آسیب های وارد شده به سازه در طی گذشت زمان می تواند ساختمان را در برابر زلزله بسیار آسیب پذیر کند.

بنابراین برای جلوگیری از حوادثی مانند واژگونی یک ساختمان در هنگام وقوع یک زلزله و کاهش خسارت جانی و اقتصادی باید به فکر یک راه حل بود. هزینه بالای تخریب و ساخت یک ساختمان جدید و اهمیت تاریخی ساختمان های قدیمی، بسیاری از مالکان خانه های مسکونی و دولت ها را به این فکر می اندازد تا به راهکار مقاوم سازی ساختمان موجود و بهبود عملکرد آن در برابر زلزله را انتخاب کنند.

شما می توانید برای انجام کاشت میلگرد و انواع مقاوم سازی ساختمان های خود به تیم ما در آرین تیس اعتماد کنید تا آنها شما را راهنمایی کنند.